浅谈超长灌注桩垂直度控制

浅谈超长灌注桩垂直度控制

胡锡阳，王昌建，郑晓川，王明杰，颜仁海 

中建八局第四建设有限公司，安徽合肥  230601

摘要：针对超长灌注桩施工过程中可能出现的技术质量问题，以武汉三镇中心项目为研究背景，总结出了超长灌注桩垂直度的控制方法，文章主要对可能对灌注桩成孔垂直度造成影响的主要因素进行讨论分析并提出相应的一系列技术及质量控制措施，保证桩基垂直度符合设计图纸要求。为今后超长桩基施工垂直度控制积累了一定的经验。

关键词：灌注桩；垂直度控制；检测

1  工程概况

本工程项目位于湖北省武汉市江汉区解放大道与青年路交叉口，东临万松园路、西临青年路、南临解放大道。项目主要由3栋住宅楼和1栋办公楼及部分商业裙房地下室组成。

本项目基础形式为桩+筏板基础，自然地面绝对标高约在20.87m～22.81m，本工程桩基直接在原自然地面位置开始开孔施工，即在正常图纸设计桩顶标高上部仍有22m左右的空孔，因此整体开孔深度约为63m，对于此类超长灌注桩，垂直度的控制对整个桩基施工质量有着至关重要的影响。

2  灌注桩垂直度控制的重要性

按照规范要求，钻孔灌注桩垂直度偏差应不能超过1%。如果钻孔灌注桩垂直度出现较大偏差，将会对主体结构的施工和使用造成较大影响，如受力不均匀引起的地基不均匀沉降，造成结构裂缝，带来严重的安全质量隐患。

3  分析造成垂直度偏差的主要原因

（1）钻机作业场地布置：钻机施工时，由于自然地面土质较差钻机作业时导致土体受压变形、场地未平整等因素，导致钻机无法平稳水平放置，从而影响钻孔垂直度。

（2）钻机自身机械设备质量：由于钻机设备购买成本大、施工周期短，多数进场施工的桩基设备并非为全新设备，若此类大型机械进场施工前未经过验收合格就投入使用，如机械钻具本身就弯曲，那么桩基的垂直度定然得不到保障。

（3）钻头钻进速度不合适；施工监管人员及施工作业人员对工程地质资料不熟悉，不能选择合适钻进速度，由于在钻机钻进过程中，地质软硬不均匀，若钻进速度过快将导致钻机钻孔时将易向软弱土层处偏移，导致钻头发生偏移，从而影响成孔的垂直度。

（4）测量不精准：施工作业过程中，缺少对桩位置的复核，测量人员的测量误差，测量设备的误差，导致桩位出现偏差。钻孔过程中缺少垂直度的复测，不能及时发现垂直度偏差。

（5）钢筋笼下方过程中定位出现偏差：由于桩的垂直度偏位检测是通过钢筋笼的中心与设计桩的中心偏差来对比，所以钢筋笼的定位对于桩的桩位偏位也是一个重要影响因素。

（6）护筒埋设出现偏差：当埋设护筒时，若护筒自身的垂直度都无法满足图纸规范要求，必定导致开孔成桩的垂直度也无法满足要求。

4  钻孔灌注桩垂直度的控制措施

针对上述可能出现的各种影响桩基垂直度的因素，结合武汉三镇中心项目桩基工程施工过程中总结的经验，提出下述灌注桩垂直度的控制措施：

（1）针对钻机作业场地布置：正式施工作业前，对自然地面的软弱地基及含水量较大的土层进行压实、排水处理，充分释放软弱土内的孔隙水，做好场地平整工作，必要时可挖除上表软弱土层，确保桩基钻孔施工过程中钻机不发生沉陷或倾斜，从而影响开孔的垂直度。

（2）针对钻机自身设备质量问题：钻机类大型设备进场前必须经各方验收合格，确保机械设备无明显质量缺陷，检测内容包括机械的合格证、维保记录、钻头、钻杆等进行逐一检查，不能使用带有弯曲钻具等此类带有明显质量问题的钻机设备。从设备本身质量开始控制，确保设备全部验收合格后方可正式投入使用。

（3）针对钻进速度不合适：桩基专项施工方案的方案编制人员根据施工方案及相应的土质勘查报告，对管理人员及作业工人进行方案交底及技术交底，明确各土层的土质情况及相应的分布位置，特别是对软硬土层交界的位置要重点关注，明确对钻进速度的控制。钻孔初期应采用低速钻孔，逐步转入正常钻孔速度。当钻杆进入硬土层时，放慢进尺速度，防止由于进尺过快，钻机钻孔阻力突然增大，使钻机晃动幅度增大，造成钻孔不稳定，从而造成钻孔不稳定的情况发生。从而无法保证钻杆的垂直度进而桩基产生倾斜。同时在软硬土层交界位置，也应放缓钻进速度，防止钻进速度过快导致钻头偏心受力使钻头向软土侧倾斜。

（4）针对测量不精准：桩位放样严格按照项目制定的三检制度执行，由专业分包队伍放样，项目部总包单位专职测量员复测，监理工程师最终复测。且三次测量需选用不同设备，避免因仪器自身的误差导致测量不精准。同时，在钻孔施工过程中，要及时校核垂直度，钻进中每2m进行一次钻机的垂直度校核，遇到粘土层或坚硬地层等导致钻进困难时，应及时加强监测，使钻机始终能够处于竖直状态，从而保证成孔垂直度。

（5）针对钢筋笼下方过程中定位出现偏差：选用轮式钢筋保护层垫块、轮式保护层垫块强度等级不宜小于C20，厚度宜为50mm，半径同桩钢筋保护层设计厚度，中间孔径比箍筋直径大2-3mm，提前一周制作并养护。轮式垫块间距一般不大于2m（与加强筋间距一致），环向布置，每易环上垫块不宜小于4个，对称分布。轮式垫块必须与钢筋笼绑扎牢固。选用此方法施工简单、方便节约劳动力，同时能够有效的控制桩保护层厚度，进而保证桩钢筋笼的垂直度。

轮式垫块设置示意图

（6）针对护筒埋设出现偏差：施工护筒时严格控制护筒垂直度，选用在垂直方向设置2个吊锤的方式进行辅助控制。保证钢护筒埋设后护筒顶面标高偏差小于5cm，钢护筒垂直度偏差不大于1%。若发现护筒垂直度达不到要求应及时调整，若倾斜度较大无法调整时应当拔起护筒重新安装（由于武汉三镇项目桩基施工上部有20余米空孔，所以重新拔起护筒安装时不会影响设计标高下的原状土）。

5  结语

钻孔灌注桩垂直度质量的好坏直接影响到成桩的质量乃至整个工程的质量。桩垂直度达不到图纸设计及规范要求时，将会造成桩承载力不足及后续建筑不均匀沉降等一系列质量问题。因此把控成桩垂直度，是桩基施工过程中非常重要的环节。本文讨论了影响成桩垂直度的主要原因及相对应的技术质量控制措施，旨在为后续超长灌注桩施工垂直度控制起到借鉴作用。

参考文献：

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[3]李志宏. 旋挖桩机钻孔灌注桩垂直度控制研究[J]. 建筑与文化:学术版, 2013(8):114-114.

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[5]批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部. 《建筑桩基技术规范》[J]. 岩土力学, 2008(11):3020-3020.